2013 AMC 12A 第 21 题

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21.

考虑 A=log(2013+log(2012+log(2011+log(+log(3+log2))))) \begin{gathered} A = \\ \tiny \log(2013 + \log(2012 + \log(2011 + \log(\cdots + \log(3 + \log 2)\cdots)))) \end{gathered}\text{。}

以下哪个区间包含 AA

Consider A=log(2013+log(2012+log(2011+log(+log(3+log2))))). \begin{gathered} A = \\ \tiny \log(2013 + \log(2012 + \log(2011 + \log(\cdots + \log(3 + \log 2)\cdots)))). \end{gathered}

Which of the following intervals contains A?A?

(log2016,log2017)(\log 2016, \log 2017)

(log2017,log2018)(\log 2017, \log 2018)

(log2018,log2019)(\log 2018, \log 2019)

(log2019,log2020)(\log 2019, \log 2020)

(log2020,log2021)(\log 2020, \log 2021)

答案:A
知识点:对数极限情形界定数学归纳法
难度评级:2210
小提示:

跟踪嵌套值所在范围:较小 nn 时有 0<An<10 \lt A_n \lt 1,之后有 1<An<21 \lt A_n \lt 2,等等

Track where the nested value sits: 0<An<10 \lt A_n \lt 1 for small n,n, then 1<An<2,1 \lt A_n \lt 2, etc.

大提示:

n=2012n = 2012 时,该值满足 3<A2012<43 \lt A_{2012} \lt 4,再估计 2013+A20122013 + A_{2012}

For n=2012n = 2012 the value satisfies 3<A2012<4,3 \lt A_{2012} \lt 4, so estimate 2013+A20122013 + A_{2012}

解答:

An=log(n+log((n1)++log(3+log2)))\tiny A_n = \log(n + \log((n-1) + \cdots + \log(3 + \log 2)\cdots))。可以检查 2n92 \le n \le 90<An<10 \lt A_n \lt 110n9810 \le n \le 981<An<21 \lt A_n \lt 299n99799 \le n \le 9972<An<32 \lt A_n \lt 3,且 998n9996998 \le n \le 99963<An<43 \lt A_n \lt 4

因此 3<A2012<43 \lt A_{2012} \lt 4,所以 2016<2013+A2012<20172016 \lt 2013 + A_{2012} \lt 2017,从而 log2016<A<log2017\log 2016 \lt A \lt \log 2017

因此,正确答案是 A

Let An=log(n+log((n1)++log(3+log2))).\tiny A_n = \log(n + \log((n-1) + \cdots + \log(3 + \log 2)\cdots)). One checks 0<An<10 \lt A_n \lt 1 for 2n9,2 \le n \le 9, then 1<An<21 \lt A_n \lt 2 for 10n98,10 \le n \le 98, then 2<An<32 \lt A_n \lt 3 for 99n997,99 \le n \le 997, and 3<An<43 \lt A_n \lt 4 for 998n9996.998 \le n \le 9996.

Hence 3<A2012<4,3 \lt A_{2012} \lt 4, so 2016<2013+A2012<20172016 \lt 2013 + A_{2012} \lt 2017 and therefore log2016<A<log2017.\log 2016 \lt A \lt \log 2017.

Thus, the correct answer is A.

第 20 题#20
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